腦機接口(Brain Computer Interface，BCI [4] )，指在人或動物大腦與外部設(shè)備之間創(chuàng)建的直接連接，實現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換。這一概念其實早已有之，但直到上世紀九十年代以后，才開始有階段性成果出現(xiàn)。
腦機接口，有時也稱作“大腦端口”direct neural interface或者“腦機融合感知”brain-machine interface，它是在人或動物腦(或者腦細胞的培養(yǎng)物)與外部設(shè)備間建立的直接連接通路。在單向腦機接口的情況下，計算機或者接受腦傳來的命令，或者發(fā)送信號到腦(例如視頻重建)，但不能同時發(fā)送和接收信號。而雙向腦機接口允許腦和外部設(shè)備間的雙向信息交換。 在該定義中，“腦”一詞意指有機生命形式的腦或神經(jīng)系統(tǒng)，而并非僅僅是“mind”?！皺C”意指任何處理或計算的設(shè)備，其形式可以從簡單電路到硅芯片。
對腦機接口的研究已持續(xù)了超過40年了。20世紀90年代中期以來，從實驗中獲得的此類知識顯著增長。在多年來動物實驗的實踐基礎(chǔ)上，應(yīng)用于人體的早期植入設(shè)備被設(shè)計及制造出來，用于恢復損傷的聽覺、視覺和肢體運動能力。研究的主線是大腦不同尋常的皮層可塑性，它與腦機接口相適應(yīng)，可以像自然肢體那樣控制植入的假肢。在當前所取得的技術(shù)與知識的進展之下，腦機接口研究的先驅(qū)者們可令人信服地嘗試制造出增強人體功能的腦機接口，而不僅僅止于恢復人體的功能。這種技術(shù)在以前還只存在于科幻小說之中。
近期，上海市政府印發(fā)了《上海打造未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地發(fā)展壯大未來產(chǎn)業(yè)集群行動方案》(以下簡稱《行動方案》)。
在2022年11月23日舉行的上海市政府新聞發(fā)布會上，上海市經(jīng)濟信息化委主任吳金城介紹稱，上海謀劃未來產(chǎn)業(yè)布局方向，主要考慮技術(shù)的“前沿性”、需求的“突破性”、影響的“顛覆性”、價值的“戰(zhàn)略性”、前景的“爆發(fā)性”。《行動方案》包括總體要求、產(chǎn)業(yè)方向、主要任務(wù)和保障措施四個部分，可以概括為“1+4+5+6”。
“1”個總體要求是：爭取到2030年，未來產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達到5000億元左右。
“4”，就是實現(xiàn)四大發(fā)展目標。吳金城介紹稱，未來，上海將成立5家左右未來技術(shù)學院，培育15個左右未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，圍繞5大未來產(chǎn)業(yè)集群，建設(shè)15個左右未來產(chǎn)業(yè)先導區(qū)，攻關(guān)一批核心部件，推出一批高端產(chǎn)品，形成一批“中國標準”，推動一批領(lǐng)軍企業(yè)向未來產(chǎn)業(yè)布局，發(fā)展生態(tài)主導型企業(yè)，組建一批創(chuàng)新聯(lián)合體，并打造要素集聚、開放包容的未來生態(tài)，積極參與國際大科學計劃和大科學工程，引進一批高層次戰(zhàn)略科學家和企業(yè)家。
“5”，就是打造五大未來產(chǎn)業(yè)集群，包括未來健康產(chǎn)業(yè)集群、未來智能產(chǎn)業(yè)集群、未來能源產(chǎn)業(yè)集群、未來空間產(chǎn)業(yè)集群、未來材料產(chǎn)業(yè)集群。
吳金城介紹，上海將推動腦機接口、生物安全、合成生物、基因和細胞治療等技術(shù)研發(fā)突破及產(chǎn)業(yè)化;推動智能計算、通用AI、擴展現(xiàn)實(XR)、量子科技、6G等技術(shù)研發(fā)突破及產(chǎn)業(yè)化;推動先進核能、新型儲能等技術(shù)研發(fā)突破及產(chǎn)業(yè)化。如在氫能領(lǐng)域，上海計劃到2025年，建設(shè)各類加氫站70座左右，建成3到5家國際一流的創(chuàng)新研發(fā)平臺，燃料電池汽車保有量突破1萬輛，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破1000億元。
據(jù)介紹，腦機接口技術(shù)被譽為人腦與外界溝通交流的“信息高速公路”，是新一代人機交互和人機混合智能的關(guān)鍵核心技術(shù)。構(gòu)建一套完整的腦機接口系統(tǒng)，既需要硬件支撐也需要軟件支持。其中，軟件內(nèi)容涉及視聽覺刺激呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)讀取與預處理、數(shù)據(jù)分析與解碼、在線反饋等多個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。本次研發(fā)的平臺規(guī)范了腦機接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與預處理流程，開發(fā)了通用的解碼算法框架，利用雙進程和雙線程提高在線系統(tǒng)的實時效率，能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶大腦意圖的獲取、分析和轉(zhuǎn)換等全流程處理。
腦機接口可以解碼人類的思維活動，讓一部分經(jīng)歷過“閉鎖”昏迷的無意識患者也有機會與外界交流。但我們首先得弄清楚，這些無意識患者到底還能不能對外界刺激做出反應(yīng)。
意識并不是非此即彼的二元概念，相反，它其實是一個在“有意識”和“無意識”之間漸進的過程，而且分很多種維度。雖然這聽上去像是哲學家們揣摩出來的定義，但在真實世界中，它其實有很大的意義。
2019年，我在比利時列日大學醫(yī)院[1]的醫(yī)療團隊接治了一名21歲的女性，患者剛到醫(yī)院時被初診為昏迷，但腦電檢查結(jié)果卻顯示，她仍能從一系列隨機姓名里對自己的名字做出反應(yīng)。此外，她的大腦活動還能回應(yīng)[2]一些簡單的問題，這意味著她仍有聽覺，能夠理解信息，還能執(zhí)行指令。如果沒有這些腦電波證明她雖然處于閉鎖狀態(tài)[3]、無法說話或移動，但大腦卻仍有意識[2]，她應(yīng)該會被直接診斷為昏迷或植物人狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)對這位患者來說至關(guān)重要，因為檢查結(jié)果出來之前，醫(yī)生已經(jīng)在和家屬商討患者的臨終事宜了。后來，經(jīng)過積極救治，病人逐漸恢復了過來，現(xiàn)在甚至能夠自己控制輪椅活動了。
一直以來，人們都傾向于認為意識是一個“全或無”的概念，因此誤以為昏迷或植物人狀態(tài)的病人完全沒有意識。就連臨床醫(yī)生有時候甚至也會漏掉昏迷病人存有意識的細微跡象，而這些跡象一般都是由病人家屬最先發(fā)現(xiàn)的。盡管看上去不是這樣，但人在昏迷或植物人狀態(tài)下也可能具有意識。只是因為人們對這一群體的關(guān)注實在是少之又少，患者的意識才顯得難以察覺。如此說來，閉鎖癥也算是一種字面意義上“無聲”的靜默流行病了。
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